JP2018532337A - Acoustic alarm detector - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

可聴信号から電子信号を生成するマイクロホンと、生成された電子信号に存在する周波数成分に同期して復調信号を出力する位相同期ループと、復調信号を既知のテンプレートの組の各テンプレートと比較するためのパターン検出器であって、各テンプレートは標準パルス列を表す、パターン検出器とで構成される可聴警報検出器であって、復調信号が既知のテンプレートの１つに合致することを検出すると、標準パルス列のうちの１つの存在を示す警報検出信号を出力するように構成される、可聴警報検出器。
【選択図】図１A microphone that generates an electronic signal from an audible signal, a phase-locked loop that outputs a demodulated signal in synchronization with frequency components present in the generated electronic signal, and for comparing the demodulated signal with each template of a set of known templates Pattern detectors, each template representing a standard pulse train, an audible alarm detector comprising a pattern detector, and detecting that the demodulated signal matches one of the known templates, An audible alarm detector configured to output an alarm detection signal indicative of the presence of one of the pulse trains.
[Selection] Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、音響信号を検出する分野に関し、具体的には、火災や一酸化炭素の存在等の特定の事象を示す特定の音響信号を検出するための方法及び機器に関する。  The present invention relates to the field of detecting acoustic signals, and in particular, to a method and apparatus for detecting a particular acoustic signal indicative of a particular event, such as a fire or the presence of carbon monoxide.

近年、可聴火災警報信号は米国規格協会（ＡＮＳＩ）によって設定された標準パターンを有する。例えば、ＡＮＳＩ Ｓ３．４１による煙探知器に使用されるパターンはＴ３として知られる３パルスパターンであり、Ｔ３は３つの０．５秒のオンパルスと、そのそれぞれの後に続く０．５秒のオフ期間とを含み、その組の後に１．５秒の休止が続き、この周期が最低１８０秒繰り返される。一酸化炭素検出器は、全国防火協会（ＮＦＰＡ）によって定められ、Ｔ４と呼ばれる４つのパルスを使用する同様のパターンを使用し、信号は４つの１００ミリ秒のオンパルスと、そのそれぞれの後に続く１００ミリ秒のオフ期間とで構成され、その組の後には５秒の休止が続く。警報は、古い３１００Ｈｚの正弦波又は新しい５２０Ｈｚの矩形波を使用し得る。  In recent years, audible fire alarm signals have a standard pattern set by the American National Standards Institute (ANSI). For example, the pattern used for smoke detectors according to ANSI S3.41 is a three pulse pattern known as T3, where T3 is three 0.5 second on pulses followed by a 0.5 second off period following each The set is followed by a 1.5 second pause and the cycle is repeated for a minimum of 180 seconds. The carbon monoxide detector is defined by the National Fire Protection Association (NFPA) and uses a similar pattern using four pulses called T4, the signal being four 100 millisecond on-pulses, each followed by 100 It consists of a millisecond off period, followed by a 5-second pause. The alarm may use an old 3100 Hz sine wave or a new 520 Hz square wave.

音響警報の目的は現場の従業員に避難するよう警告することだが、一酸化炭素検出器の煙との一体化を必要とすることなしに、現場から離れている従業員に警告すること等の適切な措置を取ることができるように、音響警報信号があることを自動で検出することが望ましい。そのような音響検出器もあるが、検出距離及び雑音抑圧の点で制限があり、誤認警報を起こす傾向がある。従来技術の検出システムの例は米国特許第７，０１５，８０７号明細書及び米国特許第８，２６９，６２５号明細書を含み、そのそれぞれの全内容を参照により本明細書に援用する。  The purpose of the audible alarm is to warn on-site employees to evacuate, but to warn employees away from the site without requiring the integration of carbon monoxide detector smoke. It is desirable to automatically detect the presence of an acoustic warning signal so that appropriate action can be taken. There are also such acoustic detectors, but they have limitations in terms of detection distance and noise suppression, and tend to cause false alarms. Examples of prior art detection systems include US Pat. No. 7,015,807 and US Pat. No. 8,269,625, the entire contents of each of which are hereby incorporated by reference.

本発明の一態様によれば、可聴信号から電子信号を生成するマイクロホンと、
生成された電子信号に存在する周波数成分に同期して復調信号を出力する位相同期ループと、前述の復調信号を既知のテンプレートの組の各テンプレートと比較するためのパターン検出器であって、各テンプレートは標準パルス列を表す、パターン検出器とを備え、前述の復調信号が既知のテンプレートの１つに合致することを検出すると、標準パルス列のうちの１つの存在を示す警報検出信号を出力するように構成される、可聴警報検出器が提供される。According to one aspect of the invention, a microphone that generates an electronic signal from an audible signal;
A phase locked loop for outputting a demodulated signal in synchronization with a frequency component present in the generated electronic signal, and a pattern detector for comparing the demodulated signal with each template of a set of known templates, The template comprises a pattern detector representing a standard pulse train, and outputs an alarm detection signal indicating the presence of one of the standard pulse trains upon detecting that the demodulated signal matches one of the known templates. An audible alarm detector is provided.

本発明の別の態様によれば、可聴警報から警報信号を生成する方法であって、可聴信号を検出し、電子信号を生成するステップと、生成された電子信号に存在する周波数成分に同期し、復調信号を出力するために位相同期ループを使用するステップと、前述の復調信号を既知のテンプレートの組の各テンプレートと比較し、マッチングスコアを生じさせるステップであって、各テンプレートは標準パルス列を表す、ステップと、前述の復調信号が既知のテンプレートの１つに合致することを検出すると、標準パルス列のうちの１つの存在を示す警報検出信号を出力するステップとを含む、方法が提供される。  According to another aspect of the present invention, there is provided a method for generating an alarm signal from an audible alarm, the step of detecting an audible signal and generating an electronic signal, synchronized with a frequency component present in the generated electronic signal. Using a phase locked loop to output a demodulated signal and comparing the demodulated signal with each template of a set of known templates to generate a matching score, each template having a standard pulse train A method is provided that includes: expressing and detecting an alarm detection signal indicating the presence of one of the standard pulse trains upon detecting that the demodulated signal matches one of the known templates. .

図面の簡単な説明
次に、本発明を添付図面を参照して、単なる例示としてより詳細に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail, by way of example only, with reference to the accompanying drawings.

本発明の一実施形態による可聴警報検出器のシステムブロック図である。1 is a system block diagram of an audible alarm detector according to an embodiment of the present invention. FIG.位相同期ループの実施形態及び帯域外エネルギークオリファイアの実施形態の詳細を示す、図１の可聴警報検出器のシステムブロック図である。FIG. 2 is a system block diagram of the audible alarm detector of FIG. 1 showing details of a phase locked loop embodiment and an out-of-band energy qualifier embodiment.

図１は、本発明の一実施形態による、可聴警報検出器１００の最上位機能を示すブロック図を示す。検出器１００は、可聴警告信号並びに他の周囲音を検出するマイクロホンインターフェース１１０を含む。これらの可聴警告信号は、煙探知器／火災検出器によって発せられる業界標準のＴ３パルス列、及び一酸化炭素警報器によって発せられる業界標準のＴ４パルス列を備え得る。Ｔ３／Ｔ４警報は、古い３１００Ｈｚの正弦波警報又は新しい５２０Ｈｚの矩形波警報のものとすることができる。マイクロホンインターフェース１１０は、感知した音響エネルギーを可聴警告信号から電磁エネルギーに変換する。マイクロホンインターフェースは、アナログ／デジタル変換器を備え得るデジタルマイクロホンを含むことができる。ただし、本発明はデジタルマイクロホンに限定されず、アナログマイクロホンを実装することもできる。アナログ／デジタル変換器は、可聴警告信号をデジタル信号に変換するために好ましくは設けられる。検出される信号は、デジタル信号に変換するために好ましくは８ＫＨｚ又は１６ＫＨｚにおいてサンプリングされる。次いで、マイクロホンインターフェース１１０から出力されるデジタル信号がフロントエンド信号調整ブロック１２０に入力される。フロントエンド信号調整ブロック１２０は、デジタル信号から一定の（即ちＤＣ）及び低い周波数成分を除去する。フロントエンド信号調整ブロック２０は更に、周波数応答を均し、デジタル信号を増幅する。フロントエンド信号調整ブロック１２０は、これだけに限定されないが、ＤＣ及び低周波数成分を除去するための高域通過フィルタ１２２等のフィルタを含み得る。フロントエンド信号調整ブロック１２０は、信号を増幅するためのアンプ１２４も備え得る。次いで、周波数応答を安定させ又は平滑化するために、増幅した信号をイコライザ１２６に通すことができる。次いで、イコライザにかけた信号をバッファ１２８に記憶する。次いで、調整されたデジタル信号がフロントエンド信号調整ブロック１２０から出力され、デジタル位相同期ループ（ＰＬＬ）１３０に入力される。ＰＬＬ１３０は、パルスを復調するために使用する。ＰＬＬ１３０は、５２０Ｈｚ帯又は３１００Ｈｚ帯の中に存在する最大基本周波数に同期し、このことはフィルタバンクや高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用すること等の他の方法に比べて周波数同調を簡単にする。各ＰＬＬは特定の周波数に同期するので、５２０ＨＺ及び３１００Ｈｚの搬送周波数を検出するには少なくとも２つのＰＬＬが必要になる。Ｔ３信号及びＴ４信号は、＋／−１０％のばらつきがあり得る３１００Ｈｚの搬送周波数をそれぞれ有する。同様に、５２０Ｈｚにおいて、搬送周波数は＋／−１０％のばらつきがあり得る。そのため、ＰＬＬはそれらのレンジ周波数（ｒａｎｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に同期できなければならない。最大基本周波数は、最も強い信号強度又は振幅を有する周波数に対応する。ＰＬＬ１３０の出力は、帯域内変調信号のエンベロープに対応するベースバンド復調パルスである。本発明の一実施形態によれば、ＰＬＬ１３０は５２０Ｈｚ又は３１００Ｈｚの搬送周波数を復調するために連続した周波数領域のサンプリングを使用し、このことは予期された入力持続時間に拘束される（ｔｉｅｄ ｔｏ）サンプリングを回避する。この実施形態は、米国特許第７，０１５，８０７号明細書の中で使用される高速フーリエ変換（ＦＦＴ）法の離散サンプリング等、量子化誤差及びエイリアシングに関わり得る特定の従来技術のシステムと対照的である。更に、ＰＬＬ１３０は最も強い信号強度を有する基本周波数に同期するため、事前情報を一切必要とすることなしに復調が行われるので、ＦＦＴの代わりにＰＬＬを使用することは有利である。復調後、信号がパターン検出器１４０に入力される。パターン検出器１４０で、ＰＬＬ１３０から出力される復調パルスを復号して、対象のＴ３パルス列及び／又はＴ４パルス列があるかどうかを決定する。対象のＴ３パルス列及び／又はＴ４パルス列を検出することは、Ｔ３／Ｔ４パルス列の１組の知られているテンプレート１４２に対する相関によって行われる。本発明の一部の実施形態では、パターン検出は整合フィルタ等の相関器を使用して実現することができる。パターン検出器１４０は相関器に限定されず、他の実装形態も使用することができる。この実施形態では、１組のＴ３／Ｔ４テンプレート１４２がオンチップメモリ（不図示）に記憶される。他の実施形態では、より幅広いテンプレートを記憶するために外部メモリを使用することができる。パターン検出器１４０の出力は、ＰＬＬ１３０の出力とＴ３／Ｔ４テンプレートとの間のマッチ強度の数値表現であるマッチングスコアである。  FIG. 1 shows a block diagram illustrating the top level functionality of anaudible alarm detector 100, according to one embodiment of the present invention. Thedetector 100 includes amicrophone interface 110 that detects audible alert signals as well as other ambient sounds. These audible warning signals may comprise an industry standard T3 pulse train emitted by a smoke detector / fire detector and an industry standard T4 pulse train emitted by a carbon monoxide alarm. The T3 / T4 alarm may be that of an old 3100 Hz sine wave alarm or a new 520 Hz square wave alarm. Themicrophone interface 110 converts the sensed acoustic energy from an audible warning signal to electromagnetic energy. The microphone interface may include a digital microphone that may include an analog / digital converter. However, the present invention is not limited to a digital microphone, and an analog microphone can be mounted. An analog / digital converter is preferably provided for converting the audible warning signal into a digital signal. The detected signal is preferably sampled at 8 KHz or 16 KHz for conversion to a digital signal. Next, the digital signal output from themicrophone interface 110 is input to the front endsignal adjustment block 120. The front endsignal conditioning block 120 removes certain (ie, DC) and low frequency components from the digital signal. The front end signal conditioning block 20 further equalizes the frequency response and amplifies the digital signal. Front endsignal conditioning block 120 may include, but is not limited to, a filter such ashigh pass filter 122 for removing DC and low frequency components. The front endsignal conditioning block 120 may also include anamplifier 124 for amplifying the signal. The amplified signal can then be passed through anequalizer 126 to stabilize or smooth the frequency response. Next, the signal applied to the equalizer is stored in thebuffer 128. The adjusted digital signal is then output from the front endsignal adjustment block 120 and input to a digital phase locked loop (PLL) 130. The PLL 130 is used to demodulate the pulse. ThePLL 130 is synchronized to the maximum fundamental frequency present in the 520 Hz band or 3100 Hz band, which simplifies frequency tuning compared to other methods such as using a filter bank or fast Fourier transform (FFT). . Since each PLL is synchronized to a specific frequency, at least two PLLs are required to detect carrier frequencies of 520 HZ and 3100 Hz. The T3 signal and the T4 signal each have a carrier frequency of 3100 Hz that can vary +/− 10%. Similarly, at 520 Hz, the carrier frequency can vary +/− 10%. Therefore, the PLL must be able to synchronize to their range frequency. The maximum fundamental frequency corresponds to the frequency with the strongest signal strength or amplitude. The output of thePLL 130 is a baseband demodulated pulse corresponding to the envelope of the in-band modulation signal. According to one embodiment of the present invention, PLL 130 uses continuous frequency domain sampling to demodulate a carrier frequency of 520 Hz or 3100 Hz, which is tied to the expected input duration. Avoid sampling. This embodiment is in contrast to certain prior art systems that may be involved in quantization error and aliasing, such as discrete sampling of the Fast Fourier Transform (FFT) method used in US Pat. No. 7,015,807. Is. Furthermore, sincePLL 130 is synchronized to the fundamental frequency with the strongest signal strength, demodulation is performed without requiring any prior information, so it is advantageous to use PLL instead of FFT. After demodulation, the signal is input to the pattern detector 140. The pattern detector 140 decodes the demodulated pulse output from thePLL 130 to determine whether there is a target T3 pulse train and / or T4 pulse train. Detecting the T3 pulse train and / or T4 pulse train of interest is performed by correlation of the T3 / T4 pulse train with a set of knowntemplates 142. In some embodiments of the present invention, pattern detection can be achieved using a correlator such as a matched filter. The pattern detector 140 is not limited to a correlator and other implementations can be used. In this embodiment, a set of T3 /T4 templates 142 are stored in on-chip memory (not shown). In other embodiments, external memory can be used to store a wider range of templates. The output of the pattern detector 140 is a matching score that is a numerical expression of the match strength between the output of thePLL 130 and the T3 / T4 template.

一部の事例では、リッチ信号（多くの場合は音楽や同様にパルス状の非Ｔ３警報）が誤判定検出を引き起こし得る。これらの状況が誤トリガを引き起こさないようにするために、本発明の実施形態に従って帯域外エネルギーを検査することができる。この実施形態では、総パワー及び所望の帯域（３１００Ｈｚ及び／又は５２０Ｈｚ）内のパワーを含む信号パワーが、帯域外エネルギークオリファイア１５０によってＰＬＬ１３０及びパターン検出器１４０と並行してモニタされる。広帯域狭帯域比が決定され、帯域外エネルギークオリファイア１５０から出力される。この比率は０から１の間の値を表し、パターン検出器１４０の出力を調節するために使用される。広帯域雑音が殆どない状況では、帯域外エネルギークオリファイア１５０の出力が１に近づく。逆に、多くの広帯域雑音が存在する状況では帯域外エネルギークオリファイア１５０の出力が０に近づき、従ってパターン検出器１４０から出力されるマッチングスコアを大幅に下げる。このことには、多くの帯域外雑音がある場合は検出信号が非常に正確であることを必要とする効果がある。帯域外エネルギークオリファイア１５０の出力は、パターン検出器１４０の出力と共に乗算器１６０に入力される。乗算器１６０の出力は、背景雑音又は非Ｔ３／Ｔ４警報を考慮したパターン検出器の調節された出力を表す。  In some cases, rich signals (often music or similarly pulsed non-T3 alarms) can cause false positive detections. To prevent these situations from causing false triggers, out-of-band energy can be examined according to embodiments of the present invention. In this embodiment, signal power, including total power and power in the desired band (3100 Hz and / or 520 Hz), is monitored in parallel withPLL 130 and pattern detector 140 by an out-of-band energy qualifier 150. A broadband narrowband ratio is determined and output from the out-of-band energy qualifier 150. This ratio represents a value between 0 and 1 and is used to adjust the output of the pattern detector 140. In the situation where there is almost no broadband noise, the output of the out-of-band energy qualifier 150 approaches one. Conversely, in the situation where there is a lot of broadband noise, the output of the out-of-band energy qualifier 150 approaches zero, and thus the matching score output from the pattern detector 140 is greatly reduced. This has the effect of requiring the detection signal to be very accurate when there is a lot of out-of-band noise. The output of the out-of-band energy qualifier 150 is input to themultiplier 160 together with the output of the pattern detector 140. The output ofmultiplier 160 represents the adjusted output of the pattern detector taking into account background noise or non-T3 / T4 alarms.

乗算器１６０の出力は、比較器１７０に入力される。比較器１７０は、パターン検出器１４０の出力をしきい値１７２と比較してパターン検出器１４０の結果を識別する。パターン検出器１４０の結果がしきい値１７２に一致し及び／又はそれを上回る場合、マイクロホンインターフェース１１０によって検出される可聴警告信号は実際のＴ３／Ｔ４パルス列だと決定され、比較器１７０はアクティブハイ信号を出力する。しかしパターン検出器１４０の出力がしきい値１７２を下回る場合、可聴警告信号はＴ３／Ｔ４パルス列ではないと決定され、比較器１７０はアクティブロー信号を出力する。  The output of themultiplier 160 is input to the comparator 170. Comparator 170 compares the output of pattern detector 140 with threshold value 172 to identify the result of pattern detector 140. If the result of the pattern detector 140 matches and / or exceeds the threshold value 172, the audible warning signal detected by themicrophone interface 110 is determined to be an actual T3 / T4 pulse train and the comparator 170 is active high. Output a signal. However, if the output of the pattern detector 140 falls below the threshold value 172, it is determined that the audible warning signal is not a T3 / T4 pulse train and the comparator 170 outputs an active low signal.

特定の実施形態では、アクティブハイ信号によって比較器１７０の出力において単一のＴ３／Ｔ４警報期間が検出された後、マルチパルスクオリファイア１８０によりその後の警報が存在するかどうかを確認することによって警報を更に識別することができる。例えば本発明の一部の実施形態では、警報検出信号を出力する前に、タイマー１８２によって決定される所定時間窓内でＮの可聴警報が検出される必要がある。所定時間窓内でその後の警報期間なしに単一の警報期間しか検出されない場合、マルチパルスクオリファイア１８０は警報検出信号をアサートしない。このことは、警報検出精度の全般的な堅牢性を高める。このプロセスは、所与の間隔内の所定数を上回るフレームが比較器１７０によるアクティブハイ信号のアサートを招いたかどうかを調べる。比較器１７０の前のパターン検出器１４０の出力はＴ３／Ｔ４警報が検出された確率に対応するスコアなので、それらのスコアを経時的に合計して連続したマルチパルスクオリフィケーションを提供することができる。該当する場合、マルチパルスクオリファイア１８０からの出力警報検出信号に応答し、Ｔ３／Ｔ４警報が検出されたとホスト／利用者は警告される。ブロック１９０で、マルチパルスクオリファイア１８０からの出力警報検出信号に応答し、措置を取ることができるように好ましくはホストシステムに割込み又は通知が生成され出力される。割込み又は通知は、比較器１７０の出力におけるアサートされた信号に応答してこのように生成される。特定の実施形態では、マルチパルスクオリファイア１８０も帯域外エネルギークオリファイア１５０も設けられない。或いは本発明の他の実施形態では、比較器１７０又はマルチパルスクオリファイア１８０を必要とすることなしに、必要に応じて適切にバッファに入れられ又は増幅されたパターン検出器１４０の出力が割込み又は通知出力として使用される。  In certain embodiments, after a single T3 / T4 alarm period is detected at the output of the comparator 170 by an active high signal, themulti-pulse qualifier 180 checks to see if there is a subsequent alarm. Can be further identified. For example, in some embodiments of the invention, N audible alarms need to be detected within a predetermined time window determined bytimer 182 before outputting an alarm detection signal. If only a single alarm period is detected within the predetermined time window without a subsequent alarm period, themulti-pulse qualifier 180 does not assert an alarm detection signal. This increases the overall robustness of alarm detection accuracy. This process checks whether more than a predetermined number of frames within a given interval has resulted in the assertion of an active high signal by the comparator 170. Since the output of the pattern detector 140 in front of the comparator 170 is a score corresponding to the probability that a T3 / T4 alarm was detected, these scores can be summed over time to provide a continuous multi-pulse qualification. it can. If applicable, the host / user is alerted that a T3 / T4 alarm has been detected in response to the output alarm detection signal from themulti-pulse qualifier 180. Atblock 190, an interrupt or notification is preferably generated and output to the host system so that action can be taken in response to the output alarm detection signal from themulti-pulse qualifier 180. An interrupt or notification is thus generated in response to the asserted signal at the output of the comparator 170. In certain embodiments, neithermulti-pulse qualifier 180 nor out-of-band energy qualifier 150 is provided. Alternatively, in other embodiments of the present invention, the output of the pattern detector 140, appropriately buffered or amplified as needed, can be interrupted or interrupted without the need for a comparator 170 ormulti-pulse qualifier 180. Used as notification output.

図２は、ＰＬＬ１３０及び帯域外エネルギークオリファイア１５０の詳細と共に図１の検出器１００を示す。図２に示すように、マイクロホンインターフェース１１０がフロントエンド信号調整ブロック１２０に接続されており、その詳細は図１に示してある。調整された信号がＰＬＬ１３０及び帯域外エネルギークオリファイア１５０に入力される。ＰＬＬ１３０の構造は、位相検出器１３２、ループフィルタ１３４、及び数値制御発振器（ＮＣＯ）や電圧制御発振器等の発振器１３６を概して含む。他の発振器の構成を実装することもできる。調整された信号は、発振器１３６からのフィードバックと共に位相検出器１３２に入力される。位相検出器は乗算器と考えることができ、そのため位相検出器の出力は和及び差周波数成分の両方を含む。ループフィルタ１３４は高周波成分を除去し、ループフィルタ１３４からの出力は復調信号である。次いで、ループフィルタ１３４から出力される復調信号はパターン検出器１４０に供給される。ＰＬＬと並行し、背景雑音又は非Ｔ３／Ｔ４警報によるＴ３／Ｔ４列の誤判定検出を回避するために、帯域外エネルギークオリファイア１５０は検出された可聴警告信号を識別するように機能する。帯域外エネルギークオリファイアはフィルタ１５２を含み、フィルタ１５２は、概して５２０Ｈｚ帯又は３１００Ｈｚ帯とすることができる対象帯域を狭めるための帯域フィルタである。次いで、対象帯域のパワーを決定するためにパワー推定器１５４を使用する。同時に、検出される可聴警告信号の周波数帯域に概して対応する、調整された信号の全周波数帯域の総パワーを決定するためにパワー推定器１５６を使用する。ブロック１５８で、パワー推定器１５６の出力（検出される可聴警告信号の全スペクトルのパワー）に対するパワー推定器１５４の出力（対象帯域又は狭帯域のパワー）の広帯域狭帯域比を決定する。その結果は０から１の間の値であり、上記のようにパターン検出器１４０の出力又はマッチングスコアを調節するために乗算器１６０への入力として使用される。  FIG. 2 shows thedetector 100 of FIG. 1 with details of thePLL 130 and the out-of-band energy qualifier 150. As shown in FIG. 2, amicrophone interface 110 is connected to the front endsignal conditioning block 120, the details of which are shown in FIG. The adjusted signal is input toPLL 130 and out-of-band energy qualifier 150. The structure of thePLL 130 generally includes a phase detector 132, a loop filter 134, and anoscillator 136, such as a numerically controlled oscillator (NCO) or a voltage controlled oscillator. Other oscillator configurations can also be implemented. The adjusted signal is input to the phase detector 132 together with feedback from theoscillator 136. The phase detector can be thought of as a multiplier so that the output of the phase detector includes both sum and difference frequency components. The loop filter 134 removes high frequency components, and the output from the loop filter 134 is a demodulated signal. Next, the demodulated signal output from the loop filter 134 is supplied to the pattern detector 140. In parallel with the PLL, the out-of-band energy qualifier 150 functions to identify detected audible alert signals to avoid false detection of T3 / T4 sequences due to background noise or non-T3 / T4 alarms. The out-of-band energy qualifier includes a filter 152, which is a bandpass filter for narrowing the band of interest, which can generally be a 520 Hz band or a 3100 Hz band. A power estimator 154 is then used to determine the power of the band of interest. At the same time, the power estimator 156 is used to determine the total power in the entire frequency band of the adjusted signal, which generally corresponds to the frequency band of the audible warning signal detected. At block 158, a wideband narrowband ratio of the output of the power estimator 154 (target band or narrowband power) to the output of the power estimator 156 (power of the entire spectrum of the detected audible warning signal) is determined. The result is a value between 0 and 1 and is used as an input tomultiplier 160 to adjust the output or matching score of pattern detector 140 as described above.

本明細書の如何なるブロック図も本発明の原理を具体化する例示的回路の概念図を表すことを当業者なら理解すべきである。例えば、プロセッサは専用ハードウェア並びに適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行可能なハードウェアを使用することによって提供することができる。プロセッサによって提供される場合、機能は単一の専用プロセッサによって、単一の共用プロセッサによって、又はその一部が共用されてもよい複数の個々のプロセッサによって提供され得る。更に、「プロセッサ」という用語の明示的使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアを排他的に指すものだと解釈すべきではなく、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを記憶するための読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び不揮発性記憶域を制限なしに暗に含み得る。他の従来の及び／又は特注のハードウェアも含まれ得る。本明細書に示した機能ブロック又はモジュールは、実際にはハードウェア又は適切なプロセッサ上で実行されるソフトウェアによって実装することができる。  Those skilled in the art should understand that any block diagram herein represents a conceptual diagram of an exemplary circuit embodying the principles of the present invention. For example, the processor may be provided by using dedicated hardware as well as hardware capable of executing software in conjunction with appropriate software. When provided by a processor, functionality may be provided by a single dedicated processor, by a single shared processor, or by multiple individual processors, some of which may be shared. Furthermore, the explicit use of the term “processor” should not be construed to refer exclusively to hardware capable of executing software, but instead of digital signal processor (DSP) hardware, network processors, application specific integrations. Circuits (ASIC), rewritable gate arrays (FPGA), read only memory (ROM) for storing software, random access memory (RAM), and non-volatile storage can be implied without limitation. Other conventional and / or custom hardware may also be included. The functional blocks or modules shown herein may actually be implemented by hardware or software running on a suitable processor.

Claims (14)

Translated fromJapanese

可聴信号から電子信号を生成するマイクロホンと、
生成された電子信号に存在する周波数成分に同期して復調信号を出力する位相同期ループと、
前記復調信号を既知のテンプレートの組の各テンプレートと比較するためのパターン検出器であって、各テンプレートは標準パルス列を表す、パターン検出器とを備え、
前記復調信号が前記既知のテンプレートの１つに合致することを検出すると、前記標準パルス列のうちの１つの存在を示す警報検出信号を出力するように構成される、
可聴警報検出器。A microphone that generates an electronic signal from an audible signal;
A phase-locked loop that outputs a demodulated signal in synchronization with a frequency component present in the generated electronic signal;
A pattern detector for comparing the demodulated signal with each template of a set of known templates, each template comprising a pattern detector representing a standard pulse train;
Configured to output an alarm detection signal indicating the presence of one of the standard pulse trains upon detecting that the demodulated signal matches one of the known templates;
Audible alarm detector. 前記周波数成分は、前記可聴警報に存在する最大基本周波数である、請求項１に記載の可聴警報。  The audible alarm according to claim 1, wherein the frequency component is a maximum fundamental frequency existing in the audible alarm. 前記パターン検出器の出力をしきい値と比較するための比較器を更に備え、前記パターン検出器の前記出力が前記しきい値を上回る場合、前記比較器はアクティブハイ信号を出力するように構成され、前記警報検出信号は前記比較器のアクティブハイ出力信号に応答したものである、請求項１に記載の可聴警報。  A comparator for comparing the output of the pattern detector with a threshold value, wherein the comparator outputs an active high signal when the output of the pattern detector exceeds the threshold value; The audible alarm according to claim 1, wherein the alarm detection signal is responsive to an active high output signal of the comparator. 可聴信号全体の総パワーに対する予期された可聴警報帯域内の可聴信号のパワーの比率を決定する帯域外エネルギークオリファイアと、
前記帯域外エネルギークオリファイアの出力によって前記パターン検出器の出力を調節するように構成される乗算器であって、前記パターン検出器の前記調節された出力は前記比較器の入力に供給される、乗算器と
を更に備える、請求項３に記載の可聴警報。An out-of-band energy qualifier that determines the ratio of the power of the audible signal within the expected audible alarm band to the total power of the entire audible signal;
A multiplier configured to adjust the output of the pattern detector according to the output of the out-of-band energy qualifier, wherein the adjusted output of the pattern detector is provided to an input of the comparator; The audible alarm according to claim 3, further comprising a multiplier. 所定時間窓内の比較器の複数のアクティブハイ出力信号に応答し、前記警報検出信号を出力するように構成されるマルチパルスクオリファイアを更に備える、請求項４に記載の可聴警報。  The audible alarm of claim 4 further comprising a multi-pulse qualifier configured to output the alarm detection signal in response to a plurality of active high output signals of the comparator within a predetermined time window. 可聴信号全体の総パワーに対する予期された可聴警報帯域内の可聴信号のパワーの比率を決定するように構成される帯域外エネルギークオリファイアと、
前記帯域外エネルギークオリファイアの出力によって前記パターン検出器の出力を調節するように構成される乗算器と
を更に備える、請求項１に記載の可聴警報。An out-of-band energy qualifier configured to determine a ratio of the power of the audible signal within the expected audible alarm band to the total power of the entire audible signal;
The audible alarm of claim 1, further comprising a multiplier configured to adjust an output of the pattern detector according to an output of the out-of-band energy qualifier. マルチパルスクオリファイアを更に備え、前記マルチパルスクオリファイアは所与の時間窓内で所定数の可聴警報が前記マルチパルスクオリファイアによって検出される場合にのみ前記警報検出信号を出力するように構成される、請求項１に記載の可聴警報。  And further comprising a multi-pulse qualifier configured to output the alarm detection signal only when a predetermined number of audible alarms are detected by the multi-pulse qualifier within a given time window. The audible alarm according to claim 1. 可聴警報から警報信号を生成する方法であって、該方法は、
可聴信号を検出し、電子信号を生成するステップと、
前記生成された電子信号に存在する周波数成分に同期し、復調信号を出力するために位相同期ループを使用するステップと、
前記復調信号を既知のテンプレートの組の各テンプレートと比較し、マッチングスコアを生じさせるステップであって、各テンプレートは標準パルス列を表す、ステップと、
前記復調信号が前記既知のテンプレートの１つに合致することを検出すると、前記標準パルス列のうちの１つの存在を示す警報検出信号を出力するステップと
を含む、方法。A method of generating an alarm signal from an audible alarm, the method comprising:
Detecting an audible signal and generating an electronic signal;
Using a phase-locked loop to output a demodulated signal in synchronization with frequency components present in the generated electronic signal;
Comparing the demodulated signal with each template of a set of known templates to produce a matching score, each template representing a standard pulse train;
Outputting a warning detection signal indicating the presence of one of the standard pulse trains upon detecting that the demodulated signal matches one of the known templates. 前記周波数成分は、前記可聴警報に存在する最大基本周波数である、請求項８に記載の方法。  9. The method of claim 8, wherein the frequency component is a maximum fundamental frequency present in the audible alarm. 前記マッチングスコアをしきい値と比較するステップを更に含み、前記マッチングスコアが前記しきい値を上回る場合はアクティブハイ信号が出力され、前記警報検出信号は前記アクティブハイ信号に応答したものである、請求項８に記載の方法。  Comparing the matching score with a threshold value, an active high signal is output if the matching score exceeds the threshold value, and the alarm detection signal is responsive to the active high signal; The method of claim 8. 可聴信号全体の総パワーに対する予期された可聴警報帯域内の可聴信号のパワーの比率を決定するステップと、
前記比率に基づいて前記マッチングスコアを調節するステップと
を更に含む、請求項１０に記載の方法。Determining the ratio of the power of the audible signal within the expected audible alarm band to the total power of the entire audible signal;
The method of claim 10, further comprising adjusting the matching score based on the ratio. 所定時間窓内の複数の前記アクティブハイ信号に応答し、前記警報検出信号を出力するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。  12. The method of claim 11, further comprising outputting the alarm detection signal in response to a plurality of the active high signals within a predetermined time window. 可聴信号全体の総パワーに対する予期された可聴警報帯域内の可聴信号のパワーの比率を決定するステップと、
前記比率に基づいて前記マッチングスコアを調節するステップと
を更に含む、請求項８に記載の方法。Determining the ratio of the power of the audible signal within the expected audible alarm band to the total power of the entire audible signal;
9. The method of claim 8, further comprising adjusting the matching score based on the ratio. 所定時間窓内の複数の前記アクティブハイ信号に応答し、前記警報検出信号を出力するステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。  11. The method of claim 10, further comprising outputting the alarm detection signal in response to a plurality of the active high signals within a predetermined time window.

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